2光子メゾスコープ

概要
仕様
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Mesoscale Calcium Imaging

thy-1プロモータ(GP 5.17ライン)によってGCaMP6fが発現した大脳皮質の2/3層の低倍率画像を、4つの視野から高分解能、高フレームレートで取得しています(画像ご提供：Nicholas James Sofroniew, Daniel Flickinger, Jonathan King, and Karel Svoboda; Janelia Research Campus and Vidrio Technologies, Virginia, USA.)。

当ページに掲載されている写真の一部ならびに動画はhttps://elifesciences.org/content/5/e14472/
article-dataより抜粋していますが、これらはCreative Commons(CC)のライセンスにより使用許諾されています。

特長

Ø5 mmの視野内における機能イメージング
視野全体または複数の非連続領域を走査し画像を取得
顕微鏡ボディは試料周りを±20°の角度で回転し、XYZの精細移動が可能
1 mmの移動範囲にわたって高速Z軸視野制御を行う集光用リモートミラー
筐体内の広い作業スペースに複数の試料や実験装置を設置可能
試料を固定したまま視野を移動可能
HHMI Janelia Research Campusから認可を取得した技術を使用
ベッセルビームを使用した多光子ボリュームイメージング技術が利用可能

動作範囲

対物レンズの焦点周りを-20°～+20°の角度で回転
Xの精細移動:50.8 mm
Yの精細移動:152.4 mm
Zの精細移動:50.8 mm
対物レンズとともにXYZ軸が回転
集光用リモートミラーにより、走査中に1 mmの範囲にわたる焦点調整が可能

当社のメゾスコープ (特許取得済みUS Patent 10,295,811)は、Ø5 mmの極めて大きな視野において細胞下レベルの分解能を実現します。ページ上の図のように、空間的に離れた脳内の領域についてin vivo機能イメージングを一括して行うことが可能です。視野内において非連続の関心領域(ROI)をイメージングする際は、ビデオフレームレートレベルでの画像取得が可能です(右の動画参照)。また、側方の走査ユニットと内蔵型の集光用リモートミラーにより、測定中に視野を側方および軸方向へ移動できます。

このメゾスコープは、HHMI Janelia Research CampusのKarel Svoboda博士の研究室と協力して開発・製品化されました。ニューロンの広範囲にわたる機能イメージングを実現します。メゾスコープは、焦点面を1 mmの範囲で移動する内蔵型の集光用リモートミラー、ほぼ共役なミラーおよびレゾナントスキャナから成る側方の走査ユニット、動作範囲全体にわたってレーザのアライメントを維持する多関節式のペリスコープ、そして専用の対物レンズなど、多数の光学システムを内蔵し、それらは全て一緒に使用できるように最適化されています。

覚醒して動く試料では広い作業スペースが必要となるため、メゾスコープの筐体内には光学ワークステーション上に実験装置を設置可能なスペースがあります。また、モーションコントロールシステムを本体に直接組み込んでいるため、試料は光学ワークステーション上で固定しつつメゾスコープが動いて視野を調整できます。顕微鏡ボディは対物レンズの周りを-20°～+20°の角度で回転させることが可能で、X軸移動：50.8 mm、Y軸移動：152.4 mm、Z軸移動：50.8 mmとなっています。これは、当社のBergamo^® IIシリーズ多光子顕微鏡XYZが対物レンズとともに回転するのと同様です。

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ランダムアクセス走査
このメゾスコープはお客様が自由に設定した走査パターンで視野を側方および軸方向に移動し、高速で画像を作成します。

付属の対物レンズは、メゾスコープのために特別に設計され、大きな励起NAおよび集光NA(それぞれ0.6、1.0)を実現します。高速かつ精密な焦点位置の調整を行えるよう、メゾスコープには軽量の集光用リモートミラーが付いており、対物レンズを動かすことなく焦点面を1 mmの範囲で動かすことができます。このメゾスコープの走査光路における対応波長範囲は、GFPおよび赤色蛍光タンパク質を2光子励起させるのに適した900～1070 nmが採用されています。これは、当社のTiberius^® レーザをはじめとする多光子顕微鏡法向けの波長可変Ti:sapphireレーザに対応しています。

2P-RAM：ランダムアクセス型2光子メゾスコープ
ビデオフレームレートのレベルで画像取得を行うためメゾスコープには、側方走査ユニットがØ5 mmの視野内の様々な領域を10 ms未満で移動できる、ランダムアクセス走査機能が組み込まれています。各領域間を飛び回ってイメージングし、脳内の複数領域間の統合された神経活動を可視化することができます。横方向の走査ユニットは集光用リモートミラーと一緒に動くため、走査中に視野を横方向および軸方向に移動可能です。この動作原理は左の図で示されています。

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このメゾスコープは、お客様が任意で設定した関心領域を1度の走査でトレースすることができます。
(画像ご提供：Karel Svoboda, Janelia Research Campus, Virginia, USA)

製品や技術に関してご質問・ご相談がございましたら当社までご連絡ください。

Mesoscope Specifications
Scan Path Wavelength Range	900 - 1070 nm
Field of View	Ø5 mm
Objective	Excitation NA^a	0.6
	Collection NA^a	1.0
	Working Distance	2.7 mm (Minimum)^b
Lateral Scan Unit	12 kHz Resonant Scanner + Virtually Conjugated Galvo Scanner Set
Scan Speed	Field of View is Divided into 608-µm-Wide Vertical Stripes; Time per Scan Line is 42 µs Scan Speed = 42 µs × Number of Stripes × Number of Scan Lines
Scan Speed	Examples^c	Low Resolution, Full Field of View: 4.3 Frames per Second (6.3 mm × 5.4 mm Area, 500 Scan Lines, 9 Stripes) High Resolution, Multiple Regions of Interest: 9.5 Frames per Second (Four 600 µm × 600 µm Areas, 512 Scan Lines per Area, 1 Stripe per Area)
Scan Resolution	Point Spread Function at λ = 970 nm: 0.61 µm Lateral FWHM, 4.25 µm Axial FWHM
Epi-Detection	Two Ultrasensitive GaAsP PMTs
Range of Motion
Objective Rotation	-20° to +20° Around Objective Focus; 0.1° Encoder Resolution
X	2" (50.8 mm); 0.5 µm Encoder Resolution
Y	6" (152.4 mm); 0.5 µm Encoder Resolution
Z	Stepper Motor	2" (50.8 mm), 0.1 µm Encoder Resolution
Z	Remote Focusing Mirror	1 mm Travel Range

このNAは、走査光路全体の波長範囲において適用されます。
このメゾスコープの集光用リモートミラーは焦点面を1 mmの範囲で移動可能なため、試料を対物レンズの縁から2.7 mm以上離れた位置にも設置できます。
表内で示されている例は、「概要」タブ内の動画でご覧いただけます。

製品や技術に関してご質問・ご相談がございましたら当社までご連絡ください。

Posted Comments:

gregory.gauvain (posted 2017-05-30 17:01:41.7)

Hello, is it possible to buy the objective alone? Thanks. Gregory

nbayconich (posted 2017-06-13 04:58:47.0)

Thank you for contacting Thorlabs. At the moment we are only selling the Multiphoton Mesoscope as a whole system. I will contact you directly with more information.

heuckerothr (posted 2017-05-02 18:31:31.16)

I recognize that the multiphoton mesoscope is a new device. Any idea what it will cost? Thanks. Robert O. Heuckeroth

tfrisch (posted 2017-05-03 11:21:07.0)

Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have asked a Sales Representative to reach out to you with information about a quote.

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